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La nube híbrida dependerá de las cintas magnéticas durante las próximas décadas

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Un nuevo prototipo ofrece una densidad de área 27 veces mayor que la de las unidades de cinta actuales

Se calcula que producimos diariamente 2,5 quintillones de bytes de datos, debido principalmente al aumento de Internet de las cosas (IoT), la aparición de los vídeos de alta definición y la Inteligencia Artificial. Al ritmo que vamos, se espera que los datos mundiales alcancen los 175 zetabytes para 2025, lo que representa un crecimiento anual del 61%. Un ZB equivale a un trillón de gigabytes (los últimos teléfonos móviles tienen 256 GB).

Pero, ¿dónde se almacenan todos estos datos? Hay más de 500 centros de datos en el mundo que almacenan unos 547 exabytes (EB) de datos reales, y más de 151 instalaciones en construcción. No sólo es una gran cantidad de datos, sino que también es un gran consumo de energía. De hecho, para el 2023 se espera que el consumo de energía casi triplique el consumo de 2015. La respuesta a parte de este desafío es una tecnología con más de 60 años de antigüedad: la cinta magnética.

No es cinta vs. nube, sino cinta detrás de la nube

Con cada vez más datos almacenados en las instalaciones y en la nube híbrida, los gigantes tecnológicos y las instituciones académicas siguen recurriendo a las cintas magnéticas para el almacenamiento de archivos.

Pero, ¿por qué la cinta es la solución para las empresas más importantes y los proveedores de hiperescala que almacenan datos? El bajo coste por gigabyte de la cinta, su durabilidad a largo plazo, su fiabilidad, su bajo consumo de energía, su seguridad y su escalabilidad es lo que ha impulsado su avance y ha garantizado su longevidad en el futuro.

En cuanto a los costes, el almacenamiento de datos en cinta cuesta céntimos por gigabyte y cuando no se utiliza, la cinta no requiere energía, a diferencia de los discos duros y el flash.  En pocas palabras, los datos almacenados en cinta aseguran que los proveedores cloud tengan los datos que necesitan cuando los requieran. Además, cuando se almacenan correctamente, los datos grabados en cinta siguen siendo legibles al menos 30 años después.

Los desafíos en torno a la protección y la seguridad de los datos también son una prioridad. La cinta puede desempeñar un papel fundamental en la protección contra los ciberataques y los ramsonware. En lo que respecta a la seguridad, la cinta puede ser retirada física y lógicamente de cualquier conexión electrónica conocida, creando una barrera física o «brecha de aire» que funciona para mitigar los ataques más sofisticados que de otro modo podrían corromper los datos. Y si bien el almacenamiento en cinta de hoy en día ha hecho enormes avances tecnológicos en términos de protección, también estamos innovando en esta área, como demostramos el año pasado con la presentación del primer prototipo de unidad de cinta cuántica segura.

Finalmente, un archivo debe ser capaz de escalar. Con datos que crecen a un promedio del 61% anual, otra clara ventaja de las cintas es su potencial de escalado de densidad de área. Debido a que el tamaño de los bits utilizados en el actual sistema comercial de cinta es todavía bastante grande en comparación con los bits del disco duro, la cinta tiene mucho espacio para seguir reduciendo los bits, de ahí el aumento de la capacidad.

Un nuevo récord mundial

Gracias al trabajo conjunto con los ingenieros de FUJIFILM, en IBM hemos establecido un nuevo récord mundial en almacenamiento de cintas, el sexto desde 2006. Superando los límites, conseguimos 317 GB/pulgada2 (gigabits por pulgada cuadrada) de densidad de área en un prototipo de cinta magnética de partículas de ferrita de estroncio (SrFe) desarrollado por FUJIFILM. Esto es aproximadamente 27 veces más que la densidad de área utilizada en las actuales unidades de cinta comerciales de última generación.

En términos de potencial de almacenamiento, un solo cartucho de cinta con esta nueva densidad de área tiene el potencial de almacenar unos 580 terabytes (TB) de datos. Sólo para ponerlo en perspectiva, 580 TB es el equivalente a 786.977 CDs apilados a 944 metros de altura, lo que es más alto que Burj Kalifa, el edificio más alto del mundo. ¡Esa es una cantidad colosal de datos! Todo encaja en un cartucho de cinta en la palma de la mano.

Aunque la cinta ha existido desde hace más de 60 años, ha mejorado con el tiempo. La actual generación de cinta utiliza partículas de ferrita de bario (BaFe) para recubrir el medio de almacenamiento de la cinta magnética, pero para aumentar la densidad de la escala FUJIFULM ha inventado algo nuevo llamado Ferrita de Estroncio (SrFe). El SrFe puede convertirse en partículas más pequeñas con «propiedades superiores», lo que significa una mayor densidad de almacenamiento en la misma cantidad de cinta.

Además de introducir la cinta magnética de partículas SrFe, también desarrollamos un nuevo conjunto de tecnologías para lograr este nuevo récord. Éste incluye una nueva tecnología de cabezal de cinta de baja fricción que permite el uso de cinta muy lisas y un detector que permite la detección fiable de los datos escritos en el medio SrFe a una densidad lineal de 702 Kbpi cuando se lee con un sensor de lectura TMR ultra-estrecho de 29 nm de ancho. Pero eso no es todo. También desarrollamos un conjunto de nuevas tecnologías servo-mecánicas.

Esencialmente, las pistas de servo son las que ayudan al servocontrolador a mantener un posicionamiento preciso de los cabezales de lectura/escritura en relación con la cinta usando el cabezal actuador. Nuestras nuevas tecnologías hacen posible el posicionamiento de los cabezales con una precisión récord mundial de 3,2 nm. Cuando se lee la cinta, ésta se transmite por encima del cabezal a una velocidad de unos 15 km/h y con nuestras nuevas servotecnologías aún podemos posicionar el cabezal de la cinta con una precisión que es aproximadamente 1,5 veces el ancho de una molécula de ADN.

IBM estima que hoy en día más de 345.000 EB de datos residen en sistemas de almacenamiento de cinta. Con nuestros avances, hemos demostrado la viabilidad de la cinta otra década más.

La cinta se encuentra en la nube híbrida

Por tanto, la cinta magnética digital -un medio de almacenamiento inventado en 1952 con una capacidad inicial de unos 2 MB por carrete- sigue siendo una tecnología ideal no sólo para almacenar enormes cantidades de datos, sino también para nuevas aplicaciones como en los entornos de nube híbrida.

Nuestro trabajo representa una mejora potencial de la capacidad de aproximadamente 48 veces más que un cartucho LTO8, el último producto de cinta magnética estándar de la industria, y una mejora de 29 veces más que el actual producto de cinta empresarial de IBM. La tecnología de cintas de IBM facilita una interfaz perfecta con la tecnología cloud y permite que las aplicaciones nativas de cloud puedan escribir y leer la cinta sin necesidad de conocimientos o software especializados o patentados.

Es precisamente esta intersección de la tecnología de nube y cinta la que permitirá a las organizaciones aplicar una estrategia de datos escalable, asequible y segura sin precedentes.  La cinta seguirá viviendo entre los bastidores de las grandes compañías, almacenando todos esos zetabytes de datos.

por Mark Lantz

 

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